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Verfahren zum Schnellstart einer Brennkraftmaschine durch Abspeichern der Stopposition beim Abstellen der Brennkraftmaschine

IP.com Disclosure Number: IPCOM000011471D
Original Publication Date: 2003-Mar-25
Included in the Prior Art Database: 2003-Mar-25
Document File: 3 page(s) / 507K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Beim Start eines Verbrennungsmotors werden zur Zeit schon kurz nach dem ersten Drehen des Motors Kraftstoffmengen eingespritzt, bevor die tatsaechliche Position des Motors bekannt ist. Hierzu werden derzeit mit hinreichender Genauigkeit die Informationen der Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren genutzt, wobei allerdings ein gewisser Unsicherheitsfaktor bleibt. Beim Abstellen nehmen Motoren diskrete Vorzugsstillstandspositionen ein, die sich aus noch vorhandener Drehenergie, Kompressionsarbeit und Reibung ergeben. Diese Positionen betragen unabhaengig von der Zylinderzahl in der Regel 60° +/- 30° Kurbelwinkel (KW) vor OT (Oberer Totpunkt). Das Problem besteht nun aber darin, dass nicht klar ist, in welchem der vier Arbeitstakte der Motor seine bevorzugte Stillstandsposition einnimmt. Eine sichere Einspritzung ohne den Motor in eine Drehbewegung zu versetzen, kann aber erst dann abgesetzt werden, wenn neben der eigentlichen Stillstandsposition von 60° +/- 30° KW der Arbeitstakt bekannt ist. Fuer einen Schnellstart mit hoher Sicherheit der Motorposition und einer damit verbundenen optimalen Einspritzung wird, neben der Strategie der bevorzugten Stillstandspositionen, das Abspeichern des Arbeitstaktes beim Abstellen des Motors als weitere Information beim Start verwendet. Dafuer werden insbesondere beim Anstellen des Motors die Bereiche der Totpunkte beobachtet, da sich die Arbeitstakte eines Zylinders an den oberen bzw. unteren Totpunkten aendern. Es wird geprueft, ob es den Zylindern noch gelungen ist, den Totpunkt infolge ihrer Bewegungsenergie zu ueberschreiten oder ob infolge der Kompressionsarbeit eine Drehrichtungsumkehr der Kurbelwelle stattgefunden hat und der Motor rueckwaerts gependelt ist. Die Drehrichtungsumkehr wird hierbei durch eine Auswertung der Drehzahl durchgefuehrt, wobei bei einer Drehrichtungsumkehr ein Nulldurchgang der Drehzahl vorhanden gewesen sein muss. Bei einem Halbmondnockenwellengeberrad (siehe Abbildung 2) bietet sich zusaetzlich die Moeglichkeit an, die beiden Flanken des Geberrades auf die Totpunkte zu positionieren und dann die Flankenwechsel zur Erkennung des Arbeitstaktes heranzuziehen. Zudem werden durch die Kurbelwellenluecke die Arbeitstakte weiter identifiziert. Hierbei ist es nicht unbedingt erforderlich, die Luecke genau auf den Totpunkt zu positionieren, denn wenn der Motor den Totpunkt ueberschreitet, dann reicht ihm auch noch die Drehenergie bis zum Ausrollen in seine Stillstandslage. Durch beide Informationen von Nockenwellengeberrad und Kurbelwellensensor wird das Arbeitsspiel des Verbrennungsmotors in seine vier Takte aufgeteilt (Abbildung 1). Sobald der Motor steht, wird aus der Kenntnis des Arbeitstaktes und der bevorzugten Abstellposition die reale Position des Motors berechnet und im Steuergeraet abgespeichert, womit sie fuer den naechsten Start zur Verfuegung steht.

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S

© SIEMENS AG 2002 file: 2002J19320.doc page: 1

Verfahren zum Schnellstart einer Brennkraftmaschine durch Abspeichern der Stopposition beim Abstellen der Brennkraftmaschine

Idea: Dr. Hong Zhang, DE-Regensburg; Harry Schuele, DE-Regensburg

Beim Start eines Verbrennungsmotors werden zur Zeit schon kurz nach dem ersten Drehen des Motors Kraftstoffmengen eingespritzt, bevor die tatsaechliche Position des Motors bekannt ist. Hierzu werden derzeit mit hinreichender Genauigkeit die Informationen der Nockenwellen- und Kurbelwellensensoren genutzt, wobei allerdings ein gewisser Unsicherheitsfaktor bleibt.

Beim Abstellen nehmen Motoren diskrete Vorzugsstillstandspositionen ein, die sich aus noch vorhandener Drehenergie, Kompressionsarbeit und Reibung ergeben. Diese Positionen betragen unabhaengig von der Zylinderzahl in der Regel 60° +/- 30° Kurbelwinkel (KW) vor OT (Oberer Totpunkt). Das Problem besteht nun aber darin, dass nicht klar ist, in welchem der vier Arbeitstakte der Motor seine bevorzugte Stillstandsposition einnimmt. Eine sichere Einspritzung ohne den Motor in eine Drehbewegung zu versetzen, kann aber erst dann abgesetzt werden, wenn neben der eigentlichen Stillstandsposition von 60° +/- 30° KW der Arbeitstakt bekannt ist.

Fuer einen Schnellstart mit hoher Sicherheit der Motorposition und einer damit verbundenen optimalen Einspritzung wird, neben der Strategie der bevorzugten Stillstandspositionen, das Abspeichern des Arbeitstaktes beim Abstellen des Motors als weitere Information beim Start verwendet.

Dafuer werden insbesondere beim Anstellen des Motors die Bereiche der Totpunkte beobachtet, da sich die Arbeitstakte eines Zylinders an den oberen bzw. unteren Totpunkten aendern. Es wird geprueft, ob es den Zylindern noch gelungen ist, den Totpunkt infolge ihrer Bewegungsenergie...